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中国科学家在半导体领域获突破

经过数十年发展,半导体工艺制程已逐渐逼近亚纳米物理极限,传统硅基集成电路难以依靠进一步缩小晶体管面内尺寸来延续摩尔定律。

发展垂直架构的多层互连CMOS逻辑电路以实现三维集成技术的突破,已成为国际半导体领域积极探寻的新方向。O13esmc

由于硅基晶体管的现代工艺采用单晶硅表面离子注入的方式,难以实现在一层离子注入的单晶硅上方再次生长或转移单晶硅。虽然可以通过三维空间连接电极、芯粒等方式提高集成度,但是关键的晶体管始终被限制在集成电路最底层,无法获得厚度方向的自由度。新材料或颠覆性原理因此成为备受关注的重要突破点。O13esmc

近日,中国科学院大学教授周武课题组与山西大学教授韩拯课题组、辽宁材料实验室副研究员王汉文课题组、中山大学教授侯仰龙课题组、中国科学院金属研究所研究员李秀艳课题组等合作,提出了一种全新的基于界面耦合的p型掺杂二维半导体方法。O13esmc

该方法采用界面效应的颠覆性路线,工艺简单、效果稳定,并且可以有效保持二维半导体本征的优异性能。在此基础上,该研究团队利用垂直堆叠的方式制备了由14层范德华材料组成、包含4个晶体管的互补型逻辑门NAND以及SRAM等器件O13esmc

据“ 中国科学院大学”介绍,该研究成果打破了硅基逻辑电路的底层“封印”,基于量子效应获得了三维(3D)垂直集成多层互补型晶体管电路,为后摩尔时代未来二维半导体器件的发展提供了思路。目前,该项由中国科学家主导的半导体领域新成果登上《自然》杂志。O13esmc

责编:Elaine
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